综采三机验算

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工作面采煤机

工作面截深的确定

工作面截深的确定取决于工作面煤层地质条件和工作面设备主要是采煤机和液压支架的性能

（1） 工作面煤层地质条件：工作面顶板的破碎程度影响工作面截深，如果工作面顶板破

碎，过大的截深将导致顶板冒落，片帮严重，顶板管理困难，难以实现高产高效；工作面煤质影响采煤机的截割能力，在采煤机截割功率一定的条件下，煤质过硬、过粘，煤层中含有夹矸等因素，都将限制工作面截深过大；煤层的瓦斯含量、工作面断面大小也影响工作面的生产能力和截深。

（2） 工作面设备能力：采煤机机械强度，装机功率等因素其影响截深的重要因素；截深

加大导致工作面控顶距离增加，液压支架的支护强度和防护性能同样对截深的增加产生影响。采煤机牵引速度的选择，应同煤层地质条件及生产技术相一致，同时还具有一定的裕度。例如，工作面长度为150m时，要实现年产80万吨以上的产量，保证80％的开机率，采煤机的牵引速度不小于5m/min。

（3） 过煤高度的确定：目前薄煤层采煤机一般要求过煤高度不少于200mm。

（4） 机面高度的确定：考虑到支架顶梁厚度，顶板下沉及底板起伏，最小采高应比机面

高度大300mm以上。同时要求机身尺寸要短小，以便更好地适应煤层起伏。

（5） 滚筒宽度（截深）的确定：滚筒宽度就是滚筒沿轴向的尺寸，为提高装煤效果，滚

筒宽度应稍大于截深，一般应大于30～50mm。为此需首先确定截深的大小。一般来说，适当加大截深，可以相对降低采煤机在工作面端头的作业时间和割煤时的牵引速度，使支护速度与割煤速度相匹配，组织管理方便，工作面工艺参数趋于合理，提高单产和效率。对薄煤层而言，由于工作条件困难，牵引速度较低，为了达到较高的生产能力，截深一般宜加大。但是截深也不宜过大，这是考虑到以下几个方面的原因：

①生产能力相同时，加大截深，牵引速度降低，煤壁深处截割阻力增大。因此，截深过大，会导致低级截割，能耗增加。

②截深过大，采煤机稳定性差，机器故障率增加。

③截深加大，相应地增加了机道宽度，对直接顶稳定性差，煤质松软的工作面而言，增加了冒顶和煤壁片帮的几率。

（6） 采煤机喷雾降尘 目前采煤机降尘主要有内喷雾和外喷雾两种方法，为了提高降尘效

果，一般都采用内外喷雾相结合的方式。内喷雾虽然降尘效果较好，但可靠性难以保证，主要表现为：①喷嘴容易堵塞损坏：②喷雾装置供水管道要通过旋转的滚筒和轴，活动联接较多；③由于采煤机滚筒的振动，喷嘴容易松动脱落。外喷雾主要由高压喷雾泵、高压胶管、水箱、水压过滤器、控制阀、喷雾架和高压喷嘴组成。

（7） 装机功率的选择

装机功率是衡量采煤机生产能力和破煤能力的综合性参数。装机功率大的采煤机，截割硬煤能力及过地质构造时割岩能力较强。 目前，对采煤机功率的概算方法主要有两种，一种是按照煤岩力学性质来选择采煤机的装机功率。考虑到我国目前通常采用强度系数f来衡量煤体破碎难易程度的指标，但该强度系数只反映煤破碎难易程度，并不能反映采煤机滚筒上截齿的受力大小（采用抗切削强度系数A来表示煤机抵抗机械破碎的能力要确切些，目前我国尚缺乏这种分级方法），本文采用后一种方法，即根据生产能力的要求对采煤机装机功率进行概算。 理论装机功率可用下式估算： Nf＝Hw×Q

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式中：Hw—滚筒采煤机的单位能耗，Hw＝0.3～1.2kw.h/m3 Q—采煤机小时截煤量，m3/h。 其中采煤机小时截煤量Q＝60×H×B×Vc 式中：H—采高，m； B—截深，m。

Vc —采煤机牵引速度，m/min；

实际生产中，采煤机的装机功率比正常割煤时所需的功率要多出30％～50％；即实际装机功率N＝（1.3～1.5）Nf，以增强采煤机过地质构造时的破岩能力，因为煤层本身容易截割，但直接顶底板岩性硬且地质构造复杂，采煤机的装机较多的富裕系数，以确保工作面推进速度。

需说明的是，上述方法仅是一种概算方法。实际影响采煤机功率的因素很多，并且很复杂，目前尚无一种精确计算采煤机功率的方法。

刮板输送机

一、工作面刮板输送机的选型原则

选择工作面刮板输送机的主要原则是保证工作面的运输能力，同时对于薄煤层工作面而言，为了降低与采煤机配套后的机面高度需进行限制；为了增大过煤空间对链条形式也有要求。因此，刮板输送机的选择应以工作面最大生产能力为基数并适应薄煤层的配套要求，所选用的刮板输送机应具备以下几个方面要求：

（1） 输送量应与采煤机最大生产能力相适应，并有一定备用能力； （2） 槽帮高度应适应薄煤层的配套要求；

（3） 为了增大过煤空间，链条形式应优先选扁平链；

（4） 结合煤质硬度、块度、运量选择链条结构形式，并优先选中双链；

（5） 综采工作面刮板输送机通常采用多电机驱动，一般1～3台，应优先选用双电机双机

头驱动方式；

（6） 与无链牵引采煤机配套时，机身应附设结构型式相应的齿条和销轨； （7） 为便于装煤，应在输送机靠煤壁侧附设铲煤板。 二、刮板输送机输送能力计算

按照刮板输送机的运输能力必须满足采煤机割煤能力的要求，必须首先根据采煤机最大割煤能力来确定实际运输能力。

1、 采煤机生产能力 QC＝60×H×B×γ×Vc 式中：H—采高，m； B—截深，m；

γ—实体煤密度，2#煤取1.4t/m3；Vc —采煤机牵引速度，m/min。 2、刮板输送机运输能力

如前所说，运输机的最大运输能力应满足Qy≥Kc×Kv×Ky×QC＝（1.2～1.4）QC 式中：Kc—采煤机割煤速度不均匀系数，取1.2～1.5；

Kv—采煤机与输送机同向运动时的修正系数，取1.05； Ky—煤层倾角和运输方向系数，取0.9； Qy—运输机的最大运输能力，t/h； QC—采煤机的实际生产能力，t/h；

根据以上计算结果，确定刮板输送机的运输能力。 三、刮板输送机功率计算 刮板输送机电机功率的计算

N＝K×K1×K2×［2q0×f1×cosβ＋q（f2×cosβ±sinβ）］×V1×L∕102η

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式中：η—传动装置效率，取η＝0.95；

K—电动机备用功率系数，一般取K＝1.1～1.3，取K＝1.2； K1—刮板链绕过两端链轮时的附加阻力系数，取K1＝1.05； K2—移输送机中部槽弯曲附加阻力系数，取K2＝1.05； L—工作面输送机铺设长度，150m； β—工作面倾角，°；

f1—刮板链在槽中运行阻力系数，f1＝0.25～0.35，取f1＝0.30； f2—煤在槽中运行阻力系数，f2＝0.6～0.8，取f2＝0.7； q0—刮板链每米重，kg/m；

q—每米中部槽煤量；q按下式计算（式中V1链速，取1.1m/s）； q＝Qy/3.6 V1 四、刮板链形式的选择

在输送机发展过程中，刮板链经历了中单链—边双链—三链—中双链的发展过程。目前，常用的有单链、边双链、中双链三种形式。下面简述其特点： 1、 边双链结构特点

该结构是目前使用较多的结构形式。其特点是能适应各种不同煤质条件，使用范围较广。但是明显存在着两链受力不均现象，刮板易歪斜，弯曲性能差等缺点，新生产的大功率刮板输送机已很少采用这种型式。 2、 单链结构特点

这种结构的主要特点是①结构简单，事故少；②不存在链子受力不均现象，运行平衡；③摩擦阻力小；④溜槽利用率高；⑤弯曲性能好。但是由于只有一根链，运输能力有所限制。 3、 中双链结构特点

与边双链相比，这种结构型式链子受力较均匀，弯曲性能较好；使用效果也较好。 由于中双链具有中单链和边双链输送机的多数优点，同时又能适应不同断面的中部槽，因此近年来其使用量在不断增加。因此刮板链形式选择中双链。

转载机

转载机选型原则

转载机作为工作面的重要设备，其选型好坏决定工作面落煤能否及时运出，防止工作面出现卡死现象，其选型遵循以下原则：

1、 转载机的运输能力应大于工作面输送机的能力，其溜槽宽度应不小于工作面输送机，链

型一般应大于工作面输送机；

2、 转载机的机型，即机头传动装置、电动机、溜槽类型以及刮板链类型，尽量与工作面输

送机一致，以便于日常维修和配件管理；

3、 转载机机头搭接胶带输送机的连接装置，应与胶带输送机机尾结构以及搭接重叠长度相

匹配，搭接处的最大高度要适应动压后的支护高度，转载机高架段中部槽的长度，既要满足转载机前移重叠长度的要求，还要考虑工作面采后超前动压对巷道顶底移近量的作用结果；

4、 转载机在巷道中的高度满足要求。

薄煤层液压支架设计

一、薄煤层液压支架总体设计要点

薄煤层液压支架设计应达到如下几点要求：

1、 适应煤层赋存条件，满足矿井长期发展的战略要求；

2、 支架设计以最新颁布的煤炭行业标准《MT312—2000》为准，设计要求达到国内同行业

技术领先水平。

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3、 支架结构简单、可靠、技术性能先进；

4、 采用具有国际先进水平的液压支架参数化、可视化、动态优化设计软件和计算机模拟实

验仿真软件系统，运用计算机辅助手段对支架四连杆机构进行参数优化，受力分析和强度校核。

5、 通过优化设计，改善力学特性，设计合理的梁体截面、筋面、筋板配置和焊缝形式，合

理选材，在保证支架高可靠性的前提下，减轻支架重量，为矿井节约投资资金。

6、 应保证有足够的通风断面。薄煤层架型选择一个重要依据是对通风的要求，在最低采高

位置时应保证有足够的通风能力。

7、 要有合适宽度的人行通道。在狭小的工作空间中保证人行通道高度和宽度是衡量薄煤层

支架一个重要依据。

8、 重量尽可能轻。由于薄煤层开采高度低，给支架的安装、拆卸、移架、搬运都带来了很

大困难。在保证支架强度的情况下，尽可能地减轻支架重量，也是薄煤层支架必须要考虑的一个问题。

9、 自动化程度要高。高自动化程度可使液压支架能够自动完成降架、移架、升架、推溜等

工作循环，大幅度提高工作面单产同时有效地减轻工人劳动强度。

10、具有高可靠性。支架具有高可靠性主要是考虑到薄煤层工作面采高较低，操作及维修困难，要求液压管路布置要合理有序，便于维修与操作，液压管路连接密封件性能要安全可靠。 11、快速移架系统。快速移架系统是与工作面高产高效的要求相适应的，同时也是为了适应工作自动化程度的要求。 二、薄煤层液压支架特点

综合机械化采煤是实现薄煤层高产高效开采的唯一途径。目前实现薄煤层综合机械化开采，主要有两种方法可供选择：一是采用刨煤机自动化综采机组，二是选用滚筒采煤机配套机组。前者主要适用于煤层厚度在1.3m以下的薄和极薄煤层开采。再一种方法就是针对国内1.0m左右厚度的煤层，选用滚筒采煤机配套机组实行薄煤层高效开采。国内滚筒采煤机研发技术已经成熟，液压支架设计制造水平相当完善，输送机能够满足高产高效要求。实际上，采用这种开采薄煤层已经得到推广。

我国薄煤层工作面的支护设备经过多年发展，目前已经形成了从普采、高档普采到综采支护设备系列产品，基本上满足了国内薄煤层生产的需要。支护有金属摩擦支柱、单体液压支柱与液压支架。目前我国薄煤层液压支架设计、制造等技术已经相当成熟，支架最小高度可达0.5m，形成了一系列适用于不同地质条件、不同配套设备的液压支架。薄煤层液压支架特点如下：

1、架型多为两柱掩护式伸缩比大

由于开采高度低，架型多为掩护式；立柱多采用双伸缩立柱，少用带机械加长段结构；为满足伸缩比大的要求，立柱倾角较大。 2、 结构紧凑、结构件薄型化

由于作业空间有限，要求支架结构紧凑，结构件薄型化，一般采用整顶梁结构，以利于行人和增大通风断面。结构件大多选用高强度钢材在满足强度要求的同时，截面尺寸尽可能的小。 3、 结构简化、重量要轻

薄煤层支架结构尽量简单，重量尽可能轻，以便于井下运输和拆装。 4、 支架邻架控制

薄煤层工作面由于开采高度低，行人困难，为保证安全生产，操作控制系统采用邻架控制或电液控制。

三、薄煤层液压支架架型选择

综采工作面设备的选型和配套直接关系工作面成套设备的有效发挥和可靠性，关系工作面年

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